Akkuchemie: Versuch einer anschaulichen Analogie

[Flummi]

@steidlmick hat hier eine tolle Erklärung geliefert, was in einer Zelle die Spannungslage und den Innenwiderstand beeinflusst. Nun versuche ich mich hier mal an einer...massiv vereinfachten Darstellung. Da bleibt die physikalisch-chemische Realität etwas außen vor (bei mir wandern z.B. die Küken entgegen den Elektronen von Plus nach Minus).
Aber vielleicht hilft es dem einen oder anderen zu verstehen, warum z.B. ein niedriger Innenwiderstand allein keine gute Spannungslage garantieren kann.



Dann mal los. Wir haben also einen Akku eine Legebatterie. In der gibt es viele Eier und manche Küken sind auch schon geschlüpft. Ein 3500mAh-Akku entspricht 3500 Eiern. So viele konnte ich hier aber nicht einzeichnen. Wie man erkennt, ist es im oberen Teil sehr beengt, und deshalb wollen die Küken am liebsten in den unteren Teil "rübermachen". Der Weg von oben nach unten (vom Plus- zum Minuspol) ist aber unterbrochen (Tala aus), deshalb machen sich die Küken gar nicht erst auf den Weg.

Den Drang der Küken, "rüberzumachen" können wir aber schon messen (Spannung), und der ist abhängig von der Hühnchensorte (Akkuchemie).




Nun wurde die Unterbrechung des Weges mit einem Steg (Rv) überbrückt (Tala an). An Ri (Innenwiderstand) und Rv (Verbraucher) geht es eng zu, da kommen nicht beliebig viele Küken schnell rüber. Je größer diese Stellen (je kleiner der Widerstand), desto mehr Küken machen pro Zeiteinheit rüber - das führt dann zu einem Strom an Küken.
Nebenbei: An den Engpässen entsteht Wärme.



Hier ist der Ausgang am Stall sehr groß (Ri klein), es kommen viele Küken gleichzeitig durch und der Kükenstrom wird im Wesentlichen durch die Breite des Steges (Rv - Widerstand der Tala) begrenzt.

Doch was sehen wir da? Es stehen ja gar keine Küken mehr im Stall! Klar, die Küken können nämlich nicht beliebig schnell schlüpfen (Reaktionskinetik). Die Anzahl der möglichen Schlüpfvorgänge pro Zeiteinheit ist wieder einmal von der Kükensorte (Akkuchemie) abhängig. Nicht geschlüpfte Küken haben keinen Drang rüberzumachen. Die Spannung sinkt!



Gleiches gilt natürlich, wenn fast alle Küken rüber gelaufen sind (Akku fast leer), auch dann geht der Drang (die Spannung) runter.




Anmerkungen:
- Ri und Rv wirken immer und sofort.
- Die Auswirkung der Reaktionskinetik zeigt sich mit leichter Verzögerung (Akku erschöpft sich) und nur bei starker Belastung.

Beispiel:
Vier verschiedene Akkus, 4,2V bei Entladebeginn, mit 10A entladen, im Diagramm die ersten 500mAh.
Aufgrund des Innenwiderstandes brechen die Akkus sofort auf eine geringere Spannung ein. Der Spannungsrückgang danach hat seine Ursache in nachlassender Ladung und (wenn der Akku an seinem Maximalstrom betrieben wird) in der Reaktionskinetik (Schlüpfrate).




EDIT:

@Onkel Otto hat korrekterweise darauf hingewiesen, dass es ja auch noch die Selbstentladung gibt. Also habe ich noch mal genau nachgeschaut. Manche (sehr wenige) Küken finden ein winziges Schlupfloch zwischen den beiden Bereichen. So gelangen sie von der einen auf die andere Seite, ohne über den Steg zu müssen.


Hoffe es war so einigermaßen verständlich. Die Profis schauen sich besser die Erklärung von steidlmick an.
Sollte ich etwas falsch oder missverständlich gemacht haben, gebt einfach Bescheid!

Gruß, Flummi

 

[Onkel Otto]

, gut gefällt mir die Veranschaulichung der entstehende Wärme an den Widerständen
Ri und Rv durch Reibung und durch massive Deformation der Küken.

Woher haben die Küken Kenntnis davon, dass es im unteren Teil weniger beengt zu geht,
um die Motivation zum eiligen Rübermachen zu generieren ? Pheromone ?

Greetings
Klaus

 

[Flummi]

Woher haben die Küken Kenntnis davon, dass es im unteren Teil weniger beengt zu geht,
um die Motivation zum eiligen Rübermachen zu generieren ? Pheromone ?

Wenn es im Haus brennt, rennst Du dann erst einmal raus oder schaust Du erst einmal, ob es auch im Garten brennt?

 

[kirschm]

Dann mal los. Wir haben also einen Akku eine Legebatterie.

Kleiner didaktischer Tipp... der User ist bei einem solchen anschaulichen Beispiel immer geneigt, permanent eine Parallele zu 'seinem Akku' oder 'seiner Tala mit Akku' zu ziehen... ich würde also zumindest mal schreiben, was die dazugehörige Situation der Realität ist:

o eine Tala, die man gerade eingeschaltet hat?
o eine Tala, die gerade wenig / viel Strom zieht?
o ein Akku, der gerade ge- oder entladen wird?
o .....

 

[steidlmick]

Allerliebst, man könnte meinen, dass du beim WDR für die Sendung mit der Maus arbeitest!

 

[Onkel Otto]

Wenn es im Haus brennt, ... <snip>

Stimmt, Deine Küken sind kluge Küken:

allein aus der Tatsache, dass ihnen keine Küken im Gegenverkehr
entgegen kommen (im brennenden Haus Beispiel: keine Menschen,
die aus dem lichterloh brennenen Garten kommend, Schutz im Haus
suchen), können die Küken folgern, dass es unten weniger beengt
zugeht.

Prima.

Greetings
Klaus

 

[Flummi]

Die Anmerkung ist natürlich berechtigt. Hätte ich doch bloß Schafe gezeichnet - die folgen dem Leitschaf.

Aber dann hätte es womöglich Kritik gegeben, dass Schafe gar nicht aus Eiern schlüpfen .

 

[Tekas]

Die Analogie mit den Küken ist sehr schön, ich freue mich schon auf die Erklärungen zum Aufladen, pardon wie aus den Küken wieder Eier werden.

 

[Flummi]

Die Analogie mit den Küken ist sehr schön, ich freue mich schon auf die Erklärungen zum Aufladen, pardon wie aus den Küken wieder Eier werden.

Dann mal los. Wir haben also einen Akku eine Legebatterie.

Da habe ich vorgesorgt .

 

[Onkel Otto]

Aber dann hätte es womöglich Kritik gegeben, dass Schafe gar nicht aus Eiern schlüpfen .

Sieh es bitte nicht als Kritik an Deinem Modell, sondern eher so,
dass Leute mitdenken und Plausibilitätsbetrachtungen anstellen.

Allein schon daher ist es ein gutes Modell .

Und für erquickliche Kommentare zu etwaigen Vor/Rück-Reaktionen,
d.h. gestörte Küken, die sich nach dem Schlupf wieder gemütlich in Schalen
zurück ziehen, warte ich auf z.B. @steidlmicks Expertise


Greetings
Klaus

 

[kirschm]

Hätte ich doch bloß Schafe gezeichnet - die folgen dem Leitschaf

Du kannst auch bei Küken bleiben. Als Leitküken nimmst du einfach Calimero. Der fällt halt auf, weil er anders aussieht als andere Küken.

https://goo.gl/images/3sRLLK

 

[light-wolff]

Ja, die Küken sind halt viel niedlicher als das langweilige Wasser, das sonst gerne zur Veranschaulichung verwendet wird.

 

[Flummi]

Warum Eier/Küken?
Weil es mir nicht darum ging, Stromfluss zu erklären, auch nicht den Ri. Der mir wichtige Punkt war Bild 3, "Küken schlüpfen nicht schnell genug nach".

Mir fiel nicht ein, wie das Wassermodell da helfen kann. Vielleicht Eisblöcke, die nicht schnell genug schmelzen?

 

[kirschm]

Vorsicht Betrug... Ich habe mal gerade einen Akku mit einem Eierschneider aufgeschnitten. Da waren wieder Eier noch Küken drin, von schlüpfenden Küken ganz zu schweigen...

 

[Flummi]

Versuch es mal mit einem USB-Miroskop. Die sind unheimlich klein. Bei deinen D2 müssten da 3000 von drin sein. Wenn nicht - Akku reklamieren!

 

[Onkel Otto]

Vorsicht Betrug... Ich habe mal gerade einen Akku mit einem Eierschneider aufgeschnitten.
Da waren wieder Eier noch Küken drin, von schlüpfenden Küken ganz zu schweigen...

Nicht dass Du enttäuscht bist:

- die Kücken sind ganz winzig klein - die Eier auch.
Man muss bei guten Licht schon gaaanz genau hinschuen, um sie zu entdecken.

- die Schlupfrate ist (systembedingt*) nur dann signifikant von Null verschieden,
wenn die Küken wandern können.

Greetings
Klaus

* es gibt nur sehr wenige sogenannte Pfiffikus-Küken, die extrem wander-faul sind
und sich durch winzigste Löchlein in der Oben/Unten-Trennwand hindurchmogeln
(Selbstentladung).

 

[Flummi]

* es gibt nur sehr wenige sogenannte Pfiffikus-Küken, die extrem wander-faul sind
und sich durch winzigste Löchlein in der Oben/Unten-Trennwand hindurchmogeln
(Selbstentladung).

Hab es oben hinzugefügt .

 

[light-wolff]

Weil es mir nicht darum ging, Stromfluss zu erklären, auch nicht den Ri. Der mir wichtige Punkt war Bild 3, "Küken schlüpfen nicht schnell genug nach".
Mir fiel nicht ein, wie das Wassermodell da helfen kann. Vielleicht Eisblöcke, die nicht schnell genug schmelzen?

Stimmt, da hat die Wasseranalogie ihre Grenzen.
Eine Drossel (in Form eines Hahns [nicht der Gockel-Hahn, sondern der Wasser-Hahn], und auch nicht der Singvogel ) am Ausfluss käme dm Ri wohl am nächsten. Das ist aber schon recht "technisch".
Oder ein zweiter Behälter, aus dem Wasser in den Akkubehälter nachfließt. Ist aber NOCH technischer...

 

[kirschm]

Wieso geht es den Küken/Eiern... oder wem auch immer bei einer flachen Ladung langfristig besser als bei starker Ent/Voll-Ladung?

 

[Flummi]

Weil sie an Ri Daunen verlieren, wenn sie da schnell durchgehetzt werden.

 

[Onkel Otto]

So wie ich @kirschm kenne bzw. einschätze, geht es ihm weniger um das eilige Durchhetzen
der Küken durch die Engstellen (hohe Ströme), sondern mehr um das Vermeiden von extremen
Populationsdichten (flaches Cyclen).

Ich vermute, dass der Vorteil in der Vermeidung von zu großer Enge (z.B. Spannungslage über
3.92V ©-kirschm) einerseits und Einsamkeit (sehr niedriger Ladezustand) andererseits in
psychischen Ursachen begründet sein könnte.

Ist es den Küken beispielsweise dauerhaft zu eng, so schüttet ihr kleiner, flauschiger Körper
große Mengen an Stresshormonen (u.A. Cortisol) aus.

Diese führen zu unguten Gemütszuständen (Traurigkeit, Unlust, soziale Rückzügigkeit oder
gar im Endstadium in eine chronifizierte Depression ).

Einhergehend mit der dem Krankheitsbild geschuldeten Antriebsminderung wird häufig massive
Fehlernährung (Essstörung) und riskanter Alkoholkonsum im Sinne eines autoaggressiven
Verhaltens beobachtet, welches in der Folge regelhaft zu Unter- bzw. Übergewicht und einer
Abnahme der allgemeinen körperlichen Leistungsfähigkeit führt.

Klartext:
die armen Küken werden als stressbedingte Folge von Überbevölkerung oder Vereinsamung
fett, träge, faul und phlegmatisch und können die Engstellen nicht mehr wie gewohnt passieren.

Also ein <mehrfach-Daumenhoch> für flaches Cyclen ?

Greetings
Klaus

 

[kirschm]

So wie ich @kirschm kenne bzw. einschätze, geht es ihm weniger um das eilige Durchhetzen der Küken durch die Engstellen (hohe Ströme), sondern mehr um das Vermeiden von extremen Populationsdichten (flaches Cyclen)... Ich vermute, dass der Vorteil in der Vermeidung von zu großer Enge (z.B. Spannungslage über 3.92V ©-kirschm) einerseits...

Es ist schon erstaunlich, wieviele Forenten über kirschm lachen, aber gleichzeitig die kirschm'sche Zahl 3.92V nennen können (steht auch in meiner Krankenakte drin)...

Nebenbei, @Onkel Otto ... vorzügliche Erklärung des Küken-Sozialverhaltens...

 

[stefan-1]

Wenn PETA das sieht... Die stören sich ja schon an Ortsnamen wie "Fischen" oder "Fleischessen".

Aber die Idee ist cool. Man könnte auch ein Feststofftriebwerk mit schlüpfenden Küken erklären. Könnte man auch ne Maus draus machen, gibt aber afaik schon eine Feuerwerksmaus.

S.